(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続構造であって、
導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される接続部材と、
前記一の電源体側に設けられ、該一の電源体における前記第一電極以外の部分に対して前記接続部材を絶縁する第一絶縁部材と、
前記他の電源体側に設けられ、該他の電源体における前記第二電極以外の部分に対して前記接続部材を絶縁する第二絶縁部材と、を備え、
前記第一絶縁部材に前記接続部材の一端側の少なくとも一部が保持された状態で、該一端側を中心として回動された該接続部材の他端側が前記第二電極に着脱可能に構成されていることを特徴とする電源体の接続構造。
【請求項２】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、
前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、
前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、
前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、
前記第三接続体が、請求項１記載の接続構造を構成する前記接続部材、前記第一絶縁部材及び前記第二絶縁部材を有し、前記第一絶縁部材に前記接続部材の一端側の少なくとも一部が保持された状態で、該一端側を中心として回動された該接続部材の他端側が前記第二電極に着脱可能に構成されたことを特徴とするバスバーモジュール。
【請求項３】
前記第一絶縁部材と前記第一絶縁体枠とが可撓性を有した連結部を介して連結されたことを特徴とする請求項２記載のバスバーモジュール。
【請求項４】
前記第一電極及び第二電極が各々円柱状に形成され、前記接続部材の一端側及び他端側には、それぞれ前記第一電極及び第二電極を挿通可能な挿通孔が形成され、前記一端側の挿通孔に前記第一電極を挿通させることで該接続部材が仮止めされ、前記第一電極を中心として他端側を前記第二電極に向かって回動させ、該第二電極を前記他端側の挿通孔に挿通させることで該接続部材が接続されることを特徴とする請求項２又は３記載のバスバーモジュール。
【請求項５】
前記第一絶縁部材には、保持した前記接続部材に当接可能な壁部と、該壁部から突出して設けられて前記接続部材を係止可能な係止部とが設けられたことを特徴とする請求項２〜４の何れか一項に記載のバスバーモジュール。
【請求項６】
前記第一絶縁部材における前記第二絶縁部材側には、前記第二電極への前記接続部材の接続に際して該接続部材とともに変形する可撓壁部が形成されていることを特徴とする請求項２〜５の何れか一項に記載のバスバーモジュール。
【請求項７】
複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項２〜６の何れか一項に記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電源装置における複数の電源体同士を電気的に接続する電源体の接続構造、電源装置を構成する電池集合体における電池同士を電気的に接続するバスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータを用いて走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとを併用して走行するハイブリッド自動車などには、電動モータの駆動源としての電源装置が搭載されている。この電源装置は、一端に正の電極と他端に負の電極とが設けられた複数の電池から構成される電池集合体（電源体）を備え、所望の電圧を得るために複数の電池が直列に接続されている。これら複数の電池は、正の電極と負の電極とが互いに隣り合う状態で、一方向に沿って並べられている。
【０００３】
前述した電源装置は、電池集合体の互いに隣り合う各電池の正の電極と負の電極とを接続する複数の接続部材（バスバー）を備え、それらの接続部材によって、電池集合体の複数の電池が直列に接続されている（例えば、特許文献１参照）。このような複数の接続部材は、絶縁性の合成樹脂などで構成された絶縁体枠に収容されたバスバーモジュールとして電池集合体に設置されることが一般的である。また、特許文献１記載の電源装置では、電池集合体が２列に分離され、各電池集合体における複数の電池の配列方向と直交した方向に並べて設置されている。
【０００４】
一方、並べて設置された複数の電源体同士を電気的に接続する構造として、ワイヤハーネス（ケーブル）などを用いた接続構造が利用されている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２記載の電源装置は、図１１に示すように、互いに当接させずに並べた複数（２個）の電源体（バッテリ）Ｂを備え、互いの電源体Ｂにおける正負の電極端子Ｃ１，Ｃ２をワイヤハーネスＷで接続している。ワイヤハーネスＷは、導電性の芯線を絶縁体で被覆した電線部Ｗ１と、電線部Ｗ１の両端にて芯線に圧着された一対の端子（例えば、ちょうねじ端子や丸形端子等）Ｗ２と、芯線と端子Ｗ２との圧着部を覆って絶縁するターミナルカバーＷ３などを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１００６１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２６３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述した特許文献２に示されたような電源体の接続構造では、ワイヤハーネスＷを用いて電源体Ｂの電極同士を接続することから、以下のような問題がある。
【０００７】
先ず、ワイヤハーネスＷが電線部Ｗ１や一対の端子Ｗ２、ターミナルカバーＷ３などで構成されるために、部品点数が多くなるとともに、圧着工程や絶縁工程などの工数が多くなって製作に手間が掛り、製造コストが高騰するという問題がある。
【０００８】
次に、ワイヤハーネスＷを電源体Ｂに接続する作業において、一方の端子Ｗ２を一方の電極端子Ｃ１に接続してから、他方の端子Ｗ２を他方の電極端子Ｃ２に接続することとなるが、この際、他方の端子Ｗ２が電源体Ｂの他の電極等に接触すると短絡の可能性がある。このため、ワイヤハーネスＷの端子Ｗ２が電極端子Ｃ２以外に接触しないように適宜な対処を施しつつ接続作業を行う必要があり、作業手順の冗長化を招いて作業性が低下するという問題がある。ここで、短絡を防止するために、端子Ｗ２が絶縁性のハウジング等で覆われたコネクタを有したワイヤハーネスＷを利用することが考えられる。しかしながら、そのようなワイヤハーネスＷを用いる場合には、電源体Ｂの電極にもコネクタを設けなければならず、製造コストがさらに高騰するとともに、コネクタ同士を接続するためのスペースも必要となってしまう。
【０００９】
一方、従来のワイヤハーネスＷに替えて接続用のバスバーを用いた接続構造も考えられる。しかし、接続用のバスバーによって各電源体Ｂの電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続する場合であっても、接続作業中にバスバーの一部が電極端子Ｃ２以外に接触して短絡する可能性を排除することができず、依然として前述したような作業性低下の問題を解決することが難しい。さらに、電極端子Ｃ１，Ｃ２同士を接続した状態では、バスバー中間の導電部が露出することから、この導電部を覆うために絶縁性を有した別体の保護キャップ等を用いた場合には、部品点数や作業工数が増大して製造や部品管理に要するコストが増加してしまうこととなる。
【００１０】
本発明は、上記した点に鑑み、電源体同士を接続する際に短絡の可能性を排除しつつ良好な作業性を確保し、かつ製造コストを抑制することができる電源体の接続構造、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するために、請求項１に記載された本発明の電源体の接続構造は、一の電源体の第一電極と、他の電源体の第二電極とを電気的に接続する電源体の接続構造であって、導電性の金属板材からなり、前記第一電極に一端側が接続され、前記第二電極に他端側が接続される接続部材と、前記一の電源体側に設けられ、該一の電源体における前記第一電極以外の部分に対して前記接続部材を絶縁する第一絶縁部材と、前記他の電源体側に設けられ、該他の電源体における前記第二電極以外の部分に対して前記接続部材を絶縁する第二絶縁部材と、を備え、前記第一絶縁部材に前記接続部材の一端側の少なくとも一部が保持された状態で、該一端側を中心として回動された該接続部材の他端側が前記第二電極に着脱可能に構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記構成により、一の電源体の第一電極と他の電源体の第二電極とを導電性の金属板材からなる接続部材で接続することで、従来のワイヤハーネスで接続した場合と比較して、接続部材の構造を簡単化することができる。また、一の電源体側に設けた第一絶縁部材によって接続部材と第一電極以外の部分とを絶縁するとともに、他の電源体側に設けた第二絶縁部材によって接続部材と第二電極以外の部分とを絶縁することで、接続部材を介した短絡を防止することができる。さらに、第一絶縁部材に接続部材の一端側が保持されることから、接続作業中における接続部材の不意な落下や移動を防いで短絡を確実に防止することができる。また、第一絶縁部材に一端側が保持された状態の接続部材を適宜に移動（回動やスライド）させて他端側を第二電極に接続することで、接続部材の移動範囲が限定されることから、電源体における接触を想定していない部分（以下、接触非許容部と記すことがある）への接続部材の接触を防止することができ、接続作業中の短絡をさらに確実に防止することができる。
【００１３】
請求項２に記載された本発明のバスバーモジュールは、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と複数の電池が重ねられた他の電池集合体とを電気的に接続するバスバーモジュールであって、前記一の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第一バスバー、及び該複数の第一バスバーを収容する第一絶縁体枠を有した第一接続体と、前記他の電池集合体において互いに隣り合う電池の電極同士を接続する複数の第二バスバー、及び該複数の第二バスバーを収容する第二絶縁体枠を有した第二接続体と、前記一の電池集合体における所定電池の第一電極と、前記他の電池集合体における所定電池の第二電極とを接続する第三接続体と、を備え、前記第三接続体が、請求項１記載の接続構造を構成する前記接続部材、前記第一絶縁部材及び前記第二絶縁部材を有し、前記第一絶縁部材に前記接続部材の一端側の少なくとも一部が保持された状態で、該一端側を中心として回動された該接続部材の他端側が前記第二電極に着脱可能に構成されたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成により、前述した電源体の接続構造と同様に、第三接続体における接続部材の構造を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を接続部材で接続する作業中や接続後において、接続部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【００１５】
請求項３に記載されたバスバーモジュールは、請求項２記載のバスバーモジュールにおいて、前記第一絶縁部材と前記第一絶縁体枠とが可撓性を有した連結部を介して連結されたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成により、第一接続体の第一絶縁体枠に第三接続体の第一絶縁部材を連結することで、これらを一体的に取り扱うことができるようになり、電池集合体へのバスバーモジュールの設置作業が容易にできるとともに、第一絶縁部材の脱落などを防止して接続部材と接触非許容部とを確実に絶縁することができる。また、連結部が可撓性を有していることで、一の電池集合体において、第一接続体を取り付ける電池（電極）と、第三接続体の接続部材を取り付ける電池（電極）と、の間に多少の位置ずれ（公差）があったとしても、この位置ずれを連結部の変形（撓み）によって吸収することができ、バスバーモジュールの設置作業性を高めることができる。さらに、バスバーモジュールの設置手順として、先ず、一の電池集合体に第一接続体を取り付け、第三接続体の接続部材は第一電極に固定しない状態としておき、一及び他の電池集合体を並列させてから、接続部材を第一及び第二の電極に接続する場合でも、固定された第一絶縁体枠に対して第三接続体の第一絶縁部材が連結部の撓みによって移動できるので、接続部材の接続作業を容易かつ確実に実施することができる。
【００１７】
なお、前記バスバーモジュールにおいて、前記第二絶縁部材と前記第二絶縁体枠とが可撓性を有した連結部を介して連結されていてもよく、この場合にも、バスバーモジュールの設置作業が容易にできるとともに、他の電池集合体における電池の位置ずれを連結部で吸収することができる。
【００１８】
また、連結部としては、第一絶縁体枠（第二絶縁体枠）及び第一絶縁部材（第二絶縁部材）と連結部とが合成樹脂の射出成形等によって一体成形されたものでもよいし、別体の弾性部材を取り付けて構成されるものでもよい。
【００１９】
請求項４に記載されたバスバーモジュールは、請求項２又は３記載のバスバーモジュールにおいて、前記第一電極及び第二電極が各々円柱状に形成され、前記接続部材の一端側及び他端側には、それぞれ前記第一電極及び第二電極を挿通可能な挿通孔が形成され、前記一端側の挿通孔に前記第一電極を挿通させることで該接続部材が仮止めされ、前記第一電極を中心として他端側を前記第二電極に向かって回動させ、該第二電極を前記他端側の挿通孔に挿通させることで該接続部材が接続されることを特徴とする。
【００２０】
上記構成により、接続部材の一端側の挿通孔に第一電極を挿通して接続部材を仮止めすることで、接続部材の脱落等を防止することができる。また、第一電極を中心として接続部材の他端側を回動させてから、その他端側の挿通孔に第二電極を挿通することで、接続部材を所定の軌跡範囲内で移動させ、その軌跡以外への接続部材の移動を規制することができる。従って、接続作業中における接続部材が意図せずに接触非許容部に接触することが防止できる。また、第一電極を中心として接続部材を回動させるだけの簡単な操作によって接続作業を行うことができるので、作業性を高めることができる。
【００２１】
請求項５に記載されたバスバーモジュールは、請求項２〜４の何れか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、前記第一絶縁部材には、保持した前記接続部材に当接可能な壁部と、該壁部から突出して設けられて前記接続部材を係止可能な係止部とが設けられたことを特徴とする。
【００２２】
上記構成により、第一絶縁部材の壁部を当接させるとともに係止部で係止して接続部材を保持することで、接続部材を第一電極や第二電極に対して位置決めできるとともに、接続部材の脱落等を確実に防止することができる。
【００２３】
請求項６に記載されたバスバーモジュールは、請求項２〜５の何れか一項に記載のバスバーモジュールにおいて、前記第一絶縁部材における前記第二絶縁部材側には、前記第二電極への前記接続部材の接続に際して該接続部材とともに変形する可撓壁部が形成されていることを特徴とする。
【００２４】
上記構成により、接続部材とともに変形する可撓壁部を第一絶縁部材に形成したことで、接続作業中における接続部材の所定部分を可撓壁部で覆うことができ、短絡をさらに確実に防止することができる。
【００２５】
一方、請求項７に記載された本発明の電源装置は、複数の電池が重ねられた一の電池集合体と、複数の電池が重ねられた他の電池集合体と、前記各電池集合体における複数の電池同士及び該一及び他の電池集合体の所定電池同士を接続する請求項２〜６の何れか一項に記載のバスバーモジュールと、を備えたことを特徴とする。
【００２６】
上記構成により、前述したバスバーモジュールと同様に、接続部材の構造を簡単化することができるとともに、一及び他の電池集合体同士を接続部材で接続する作業中や接続後において、接続部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１記載の発明によれば、接続部材の構造を簡単化することができるので、製造コストを抑制することができる。また、第一及び第二の絶縁部材によって接続部材と電源体の接触非許容部とが絶縁され、さらに、接続作業中の接続部材が接触非許容部に接触することも防止されるので、短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、前述と同様に接続部材の製造コストを抑制するとともに、接続部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保することができる。さらに、第一及び第二接続体と接続部材を含む第三接続体とを備えたバスバーモジュールによって、一及び他の電池集合体の各々における電池同士を接続するとともに、各電池集合体の所定電池を接続することができる。従って、バスバーモジュール各部の構造や接続方法を共通化することができるので、異種の接続構造（例えば、ワイヤハーネス等を用いたもの）を併用する場合と比較して、各部構造や接続手順の標準化を図ることができ、製造コスト削減と作業効率向上とを一層促進させることができる。
【００２９】
請求項３記載の発明によれば、接続部材と接触非許容部とを確実に絶縁して短絡を防止するとともに、バスバーモジュールの設置作業性と、接続部材の接続作業性とを向上させることができる。
【００３０】
請求項４記載の発明によれば、接続部材の脱落等を防止しつつ回動させるだけの簡単な操作によって接続作業を容易に行うことができる。さらに、接続部材が所定の軌跡上を回動するように案内できるので、接触非許容部への接触による短絡を確実に防止することができる。
【００３１】
請求項５記載の発明によれば、接続部材の位置決め及び脱落防止を確実にして接続作業中の短絡の可能性を排除することができる。さらに、接続後においても、壁部によって接続部材を保護することができるので、別の導電体の接触による短絡も防止することができる。
【００３２】
請求項６記載の発明によれば、接続部材の所定部分を可撓壁部で覆うことで接続作業中及び接続後において接続部材を保護することができ、接続部材を介した短絡を確実に防止することができる。
【００３３】
請求項７記載の発明によれば、前述のバスバーモジュールと同様に、接続部材の製造コストを抑制するとともに、接続部材を介した短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保して、電源装置の製造効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態にかかる電源装置を分解して示す斜視図である。
【図２】前記電源装置の要部を拡大して示す平面図である。
【図３】図２にＡ−Ａ線で示す前記電源装置の要部の断面図である。
【図４】前記電源装置の要部を拡大して示す斜視図である。
【図５】前記電源装置における接続部材の接続手順を示す斜視図である。
【図６】図５に続く前記接続部材の接続手順を示す斜視図である。
【図７】図６に続く前記接続部材の接続手順を示す斜視図である。
【図８】図７に続く前記接続部材の接続手順を示す斜視図である。
【図９】図８に続く前記接続部材の接続手順を示す斜視図である。
【図１０】前記接続部材の作用を示す平面図である。
【図１１】従来の電源装置の一形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の一実施形態にかかる電源装置を、図１〜図１０を参照して説明する。本実施形態の電源装置１は、電動モータの駆動力によって走行する電気自動車や、エンジンと電動モータとの双方の駆動力で走行するハイブリッド車などに搭載され、電動モータに電力を供給するものである。
【００３６】
電源装置１は、図１に示すように、複数（本実施形態では、２個）の電池集合体２（２Ａ，２Ｂ）と、電池集合体２の上面に取り付けられるバスバーモジュール３と、を備えている。各電池集合体２Ａ，２Ｂは、それぞれ一方向（図１中の矢印Ｘで示す方向）に並べて重ねられる複数の電池４を備え、これらの電池４が図示しない固定部材によって束ねられて固定されている。２個の電池集合体２Ａ，２Ｂは、電池４を重ねた方向と直交する方向（図１中の矢印Ｙで示す方向）に並設されており、図示しない連結部材やベース枠などによって電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が連結されている。
【００３７】
なお、以下、本明細書では、電池４同士が重ねられた方向（矢印Ｘの方向）を縦列方向Ｘと記し、この縦列方向Ｘに直交して電池集合体２Ａ，２Ｂ同士が並設された方向（矢印Ｙの方向）を横列方向Ｙと記し、縦列方向Ｘ及び横列方向Ｙに直交する方向を高さ方向Ｚと記す。また、以下では、２個の電池集合体２Ａ，２Ｂのうち、図１中の横列方向Ｙの左上側に示された電池集合体２Ａを一の電池集合体（一の電源体）とし、図１中の横列方向Ｙの右下側に示された電池集合体２Ｂを他の電池集合体（他の電源体）として説明する。
【００３８】
複数の電池４は、それぞれ方体状の電池本体５と、正の電極（以下、正極と記す）６と、負の電極（以下、負極と記す）７と、を備えている。正極６は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った一端側に設けられ、負極７は、電池本体５の横列方向Ｙに沿った他端側に設けられている。これらの正極６及び負極７は、導電性の金属からなるボルト等によって構成され、円柱状の軸部を電池本体５から上方に突出させて設けられている。また、各々の正極６及び負極７には、導電性の金属からなるナット等によって構成された固定部材８が螺合可能になっている。また、図１に示すように、隣り合う電池４同士は、互いの正極６と負極７とが隣り合うように並べられている。即ち、複数の電池４は、正極６と負極７とが縦列方向Ｘに沿って交互に正負逆となる状態で重ねられている。
【００３９】
ここで、以下の説明を簡明にするために、電池集合体２Ａにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第一電極列Ｅ１と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第二電極列Ｅ２と記す。さらに、電池集合体２Ｂにおいて、図１中の左上側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第三電極列Ｅ３と記し、その右下側にて縦列方向Ｘに沿って一列に並ぶ正極６及び負極７を第四電極列Ｅ４と記す。また、第二電極列Ｅ２のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の負極７を第一電極としての接続用負極７Ａとし、第三電極列Ｅ３のうち、図１中の縦列方向Ｘ右端の１個の正極６を第二電極としての接続用正極６Ａとする。さらに、第一電極列Ｅ１のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の正極６を出力用正極６Ｂとし、第四電極列Ｅ４のうち、図１中の縦列方向Ｘ左端の１個の負極７を出力用負極７Ｂとし、これらの出力用正極６Ｂ及び出力用負極７Ｂが前記電動モータに接続される。
【００４０】
バスバーモジュール３は、図１に示すように、第一電極列Ｅ１に取り付けられる第一構成体３Ａと、接続用負極７Ａを除いた第二電極列Ｅ２に取り付けられる第一接続体としての第二構成体３Ｂと、接続用正極６Ａを除いた第三電極列Ｅ３に取り付けられる第二接続体としての第三構成体３Ｃと、第四電極列Ｅ４に取り付けられる第四構成体３Ｄと、接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａに取り付けられる第三接続体としての第五構成体３Ｅとを備える。
【００４１】
第一構成体３Ａ及び第四構成体３Ｄは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１０と、このバスバー収容枠１０に収容される複数のバスバー１１とを備えている。第二構成体３Ｂ及び第三構成体３Ｃは、互いに略同一構成とされ、それぞれ縦列方向Ｘに沿って長尺枠状に形成されたバスバー収容枠１２，１３と、このバスバー収容枠１２，１３に収容される複数のバスバー１４，１５とを備えている。ここで、第二構成体３Ｂのバスバー収容枠１２によって第一絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１４によって複数の第一バスバーが構成される。また、第三構成体３Ｃのバスバー収容枠１３によって第二絶縁体枠が構成され、複数のバスバー１５によって複数の第二バスバーが構成される。
【００４２】
バスバー収容枠１０，１２，１３は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成され、バスバー１１，１４，１５を保持して下方に露出させる開口を有した底面部１６と、この底面部１６の四周を囲んで立設された側壁部１７とを備えて形成されている。バスバー１１，１４，１５は、それぞれ導電性の金属板材で構成されている。出力用正極６Ｂに取り付けられるバスバー１１Ａと出力用負極７Ｂに取り付けられるバスバー１１Ｂとを除き、他のバスバー１１，１４，１５には、それぞれ挿通孔１８が２つずつ形成され、各挿通孔１８に正極６または負極７とが挿通され、これらの正極６と負極７とを直列に接続するように構成されている。一方、バスバー１１Ａ，１１Ｂは、出力用正極６Ｂまたは出力用負極７Ｂを挿通させる挿通孔１８が１つ形成され、図示しない出力端子やワイヤハーネス等を介して電動モータに接続されている。
【００４３】
一方、バスバーモジュール３の第五構成体３Ｅは、図２〜図４にも示すように、接続部材としての接続用バスバー２０と、第一絶縁部材としての第一カバー部材２１と、第二絶縁部材としての第二カバー部材２２とを備えている。この第五構成体３Ｅは、接続用バスバー２０によって接続用負極７Ａと接続用正極６Ａとを接続することで、電池集合体２Ａと電池集合体２Ｂとを電気的に直列に接続するものである。
【００４４】
接続用バスバー２０は、導電性の金属板材からなり、一端側である電池集合体２Ａ側の第一直線部２０Ａと、他端側である電池集合体２Ｂ側の第二直線部２０Ｂと、これらを略直角に連結する屈曲部２０Ｃとを有し、平面視で全体略Ｌ字形に形成されている。第一直線部２０Ａの先端側には、接続用負極７Ａを挿通させる挿通孔２３が設けられ、第二直線部２０Ｂの先端側には、接続用正極６Ａを挿通させる挿通孔２４が設けられている。この接続用バスバー２０は、各挿通孔２３，２４に接続用負極７Ａ及び接続用正極６Ａを挿通させた状態で、屈曲部２０Ｃが縦列方向Ｘの外側に向かって突出する向きで取り付けられる。
【００４５】
第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２は、それぞれポリプロピレン樹脂などの絶縁性の合成樹脂で構成されている。第一カバー部材２１は、接続用バスバー２０の挿通孔２３周辺部分を除く第一直線部２０Ａ及び屈曲部２０Ｃと電池集合体２Ａとの間に位置し、これらを互いに絶縁するように設けられている。また、第二カバー部材２２は、接続用バスバー２０の挿通孔２４周辺部分を除く第二直線部２０Ｂと電池集合体２Ｂとの間に位置し、これらを互いに絶縁するように設けられている。
【００４６】
第一カバー部材２１は、接続用負極７Ａ近傍に開口を有する底面部３０と、接続用負極７Ａよりも横列方向Ｙの第一構成体３Ａ側にて縦列方向Ｘに沿って延びる壁部３１と、壁部３１の縦列方向Ｘ外側（図２中の右側）端部に連続して横列方向Ｙに沿って延びる壁部３２と、第二構成体３Ｂのバスバー収容枠１２に対向して横列方向Ｙに沿って延びる壁部３３と、壁部３３の横列方向Ｙに沿った第三構成体３Ｃ側に連続する可撓壁部３４とを有して形成されている。また、第一カバー部材２１は、壁部３３から第二構成体３Ｂに向かって屈曲状に延びる連結部３５を介してバスバー収容枠１２と連結されている。この連結部３５は、第一カバー部材２１及びバスバー収容枠１２と一体に成形されたものでもよいし、別体の連結部３５が第一カバー部材２１及びバスバー収容枠１２に固定されたものでもよい。
【００４７】
第一カバー部材２１には、壁部３３の内側面から突設された１個の係止部３６Ａと、壁部３１の内側面から突設された２個の係止部３６Ｂ，３６Ｃと、壁部３２の内側面から突設された１個の係止部３６Ｄとが形成されている。これらの係止部３６Ａ〜３６Ｄは、底面部３０に載置された接続用バスバー２０の端縁近傍の上面に当接することで、第一カバー部材２１内部に接続用バスバー２０を保持して脱落を防止するものである。また、可撓壁部３４は、壁部３３近傍に可撓部３４Ａを有し、後述する接続用バスバー２０の保持位置と接続位置との間の回動に対応して、接続用バスバー２０とともに回動可能に構成されている。
【００４８】
第二カバー部材２２は、接続用正極６Ａ近傍に開口を有する底面部４０と、接続用正極６Ａよりも横列方向Ｙに沿った第四構成体３Ｄ側にて縦列方向Ｘに沿って延びる壁部４１と、第三構成体３Ｃのバスバー収容枠１３に対向して横列方向Ｙに沿って延びる壁部４２とを有して形成されている。また、第二カバー部材２２は、壁部４２から第三構成体３Ｃに向かって屈曲状に延びる連結部４３を介してバスバー収容枠１３と連結されている。この連結部４３は、第二カバー部材２２及びバスバー収容枠１３と一体に成形されたものでもよいし、別体の連結部４３が第二カバー部材２２及びバスバー収容枠１３に固定されたものでもよい。また、壁部４２の内側面には、１個の係止部４４が突設されており、この係止部４４によって接続用バスバー２０の第二直線部２０Ｂ先端を保持できるように構成されている。
【００４９】
以上の第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２において、連結部３５，４３は、図３（Ａ）に示すように、薄肉帯状かつ波打ち状に屈曲されるとともに可撓性を有した合成樹脂で構成されている。従って、図３（Ｂ）に示すように、連結部３５（連結部４３）の屈曲が伸長することで、第一カバー部材２１（第二カバー部材２２）は、バスバー収容枠１２（バスバー収容枠１３）に対して高さ方向Ｚに相対移動可能に連結されている。これと同様に、連結部３５，４３が縦列方向Ｘや横列方向Ｙに撓むことで、第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２は、それぞれバスバー収容枠１２，１３に対して水平方向にも相対移動可能となっている。
【００５０】
また、第一カバー部材２１における係止部３６Ａ〜３６Ｄのうちの係止部３６Ａと、第二カバー部材２２における係止部４４とは、他の係止部３６Ｂ〜３６Ｄよりも大きな係り代で接続用バスバー２０を係止する。これらの係止部３６Ａ，４４は、壁部３３，４２から各カバー部材２１，２２の内方に向かって下がり勾配となる傾斜辺３７，４５を有して形成されている。従って、各カバー部材２１，２２に対して高さ方向Ｚ上方から接続用バスバー２０を保持させようとした場合は、傾斜辺３７，４５に当接した接続用バスバー２０によって係止部３６Ａ，４４が押圧され、壁部３３，４２が外側に変形することとなる。このような壁部３３，４２の変形も、前述した連結部３５，４３の撓みによって吸収されるようになっている。
【００５１】
以下、前述した構成の電源装置１の組立方法について、図５〜図９も参照して説明する。
【００５２】
先ず、予め、バスバーモジュール３のバスバー収容枠１０，１２，１３、第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２、バスバー１１，１４，１５、接続用バスバー２０などを別々に製造しておく。なお、ここでは、バスバー収容枠１２と第一カバー部材２１とが連結部３５を含んで一体成形され、バスバー収容枠１３と第二カバー部材２２とが連結部４３を含んで一体成形されたものとして説明する。一方、電池集合体２Ａ，２Ｂを横列方向Ｙに並べて適宜な治具や固定部材で固定しておく。
【００５３】
次に、２個のバスバー収容枠１０内に各々複数のバスバー１１を嵌め込み、バスバー収容枠１２内に複数のバスバー１４を嵌め込み、バスバー収容枠１３内に複数のバスバー１５を嵌め込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを構成するとともに、第一カバー部材２１内に接続用バスバー２０を保持させる。なお、各バスバー１１，１４，１５は、バスバー収容枠１０，１２，１３にインサート成形することによって一体的に設けられていてもよい。
【００５４】
第一カバー部材２１に保持された保持位置において、接続用バスバー２０は、第一カバー部材２１の底面部３０に載置されるとともに、第一直線部２０Ａの先端縁が係止部３６Ａに係止され、第一直線部２０Ａの側端縁が２箇所の係止部３６Ｂ，３６Ｃに係止され、さらに第二直線部２０Ｂの側端縁が係止部３６Ｄに係止される。また、接続用バスバー２０の屈曲部２０Ｃ及び第二直線部２０Ｂは、底面部３０の上側に位置して、第一カバー部材２１からはみ出さないようになっている。また、第一カバー部材２１の壁部３１の反対側において、第一直線部２０Ａは可撓壁部３４に当接するとともに可撓壁部３４で覆われ、この可撓壁部３４の弾性力によって第一直線部２０Ａが壁部３１に向かって付勢されており、これにより接続用バスバー２０が第一カバー部材２１から脱落しないようになっている。
【００５５】
次に、第一構成体３Ａ及び第四構成体３Ｄを、それぞれ電池集合体２Ａ，２Ｂの第一電極列Ｅ１及び第四電極列Ｅ４に重ねて載置し、各々対応する位置の正極６及び負極７をバスバー１１の挿通孔１８に挿通させる。さらに、図５に示すように、第二構成体３Ｂを第一カバー部材２１及び接続用バスバー２０とともに、電池集合体２Ａの第二電極列Ｅ２に重ねて載置し、各々対応する位置の正極６及び負極７をバスバー１４の挿通孔１８に挿通させ、接続用負極７Ａを接続用バスバー２０の挿通孔２３に挿通させる。さらに、第三構成体３Ｃを第二カバー部材２２とともに、電池集合体２Ｂの第三電極列Ｅ３に重ねて載置し、各々対応する位置の正極６及び負極７をバスバー１５の挿通孔１８に挿通させる。このとき、第二カバー部材２２の底面部４０の高さ方向Ｚ上側に第一カバー部材２１の底面部３０が重なるように配置しておく。
【００５６】
以上のようにしてバスバーモジュール３を電池集合体２Ａ，２Ｂに載置したら、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａ以外の正極６及び負極７に固定部材８を螺合し、固定部材８でバスバー１１，１４，１５を挟み込むことで、第一〜第四の構成体３Ａ〜３Ｄを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。
【００５７】
次に、図６及び図３（Ｂ）に示すように、第一カバー部材２１及び接続用バスバー２０を高さ方向Ｚ上方に持ち上げる。このとき、屈曲していた連結部３５が伸長するように撓むことで、バスバー収容枠１２との連結を維持したままで第一カバー部材２１が相対移動され、挿通孔２３に挿通した接続用負極７Ａに沿って略直上方向へ第一カバー部材２１及び接続用バスバー２０が持ち上げられるようになっている。
【００５８】
次に、図７に示すように、第一カバー部材２１を持ち上げた状態のままで、接続用バスバー２０の他端側（第二直線部２０Ｂ側）を壁部３２から電池集合体２Ｂに向かって、接続用負極７Ａを中心として接続用バスバー２０を回動させる。このとき、前述の保持位置における接続用バスバー２０を係止していた係止部３６Ｃ，３６Ｄの係止が外れるものの、引き続き係止部３６Ａ，３６Ｂが第一直線部２０Ａの先端縁を係止しているので、接続用バスバー２０が脱落しないようになっている。また、接続用バスバー２０の回動に伴って、第一直線部２０Ａに当接する可撓壁部３４が第二カバー部材２２に向かって回動する。
【００５９】
以上の回動により、挿通孔２４が接続用正極６Ａの上方に位置する接続位置まで接続用バスバー２０を略４５°だけ回動させたら、図８に示すように、第一カバー部材２１及び接続用バスバー２０を高さ方向Ｚ下方に押し下げ、接続用正極６Ａを挿通孔２４に挿通させる。このとき、接続用バスバー２０は、その第二直線部２０Ｂ先端が係止部４４の傾斜辺４５に摺接しつつ押し下げられる。一方、係止部４４を介して接続用バスバー２０に押圧された壁部４２が外側（第三構成体３Ｃ側）に変形するものの、この変形を連結部４３が吸収する。さらに、第二直線部２０Ｂ先端が係止部４４を乗り越えると、押圧が解除されて壁部４２が初期位置に戻り、これにより第二直線部２０Ｂ先端が係止部４４に係止される。
【００６０】
接続位置で押し下げられた接続用バスバー２０は、その一端側の挿通孔２３に接続用負極７Ａが挿通されるとともに、第一直線部２０Ａ先端縁が第一カバー部材２１の係止部３６Ａ，３６Ｂに係止され、他端側の挿通孔２４に接続用正極６Ａが挿通されるとともに、第二直線部２０Ｂ先端縁が第二カバー部材２２の係止部４４に係止される。従って、接続用バスバー２０が第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２から脱落しないようになっている。また、接続位置における接続用バスバー２０の屈曲部２０Ｃは、第一カバー部材２１の底面部３０の上側に位置し、第二直線部２０Ｂは、第二カバー部材２２の底面部４０の上側に位置することから、電池集合体２Ａ，２Ｂにおける接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａ以外の部分と、接続用バスバー２０とが接触しないようになっている。
【００６１】
次に、図９に示すように、接続用正極６Ａ及び接続用負極７Ａのそれぞれに固定部材８を螺合し、固定部材８で接続用バスバー２０を挟み込むことで、第五構成体３Ｅを電池集合体２Ａ，２Ｂに固定する。以上によりバスバーモジュール３の全体が電池集合体２Ａ，２Ｂに取り付けられ、電源装置１が組み立てられる。また、接続用バスバー２０を接続した後に、バスバーモジュール３の全体、あるいは第一〜第五の構成体３Ａ〜３Ｅの各々の上側を覆うように、図示しない絶縁カバーなどを取り付けてもよい。
【００６２】
なお、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂ間において、重ねて並べた各電池４ごとの厚み寸法の誤差や重ね合わせる際の誤差の積算などにより、電池集合体２Ａ，２Ｂの縦列方向Ｘの長さに差異が生じて、接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとが位置ずれした場合であっても、図１０に示すように、接続用バスバー２０の回動角度を適宜に調整することで、位置ずれを吸収することができる。具体的には、接続用負極７Ａに対して接続用正極６Ａが縦列方向Ｘの外側（図１０中の右側）に位置ずれ（例えば、Ｌ＝５ｍｍ程度の誤差）が生じた場合には、図１０中の一点鎖線で示すように、接続用バスバー２０の回動角度を前述した略４５°よりも若干小さくすればよい。一方、接続用負極７Ａに対して接続用正極６Ａが縦列方向Ｘの内側（図１０中の左側）に位置ずれ（例えば、Ｌ＝−５ｍｍ程度の誤差）が生じた場合には、図１０中の二点鎖線で示すように、接続用バスバー２０の回動角度を前述した略４５°よりも若干大きくすればよい。
【００６３】
本実施形態によれば、並設される電池集合体２Ａ，２Ｂを直列に接続する際に、導電性の金属板材からなる接続用バスバー２０を用いることで、従来のワイヤハーネスを用いた接続構造と比較して接続部材の製造コストを低減させることができる。また、第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２によって、接続用バスバー２０と電池集合体２Ａ，２Ｂとが絶縁されているので、接続用正極６Ａや接続用負極７Ａ以外の接触非許容部に対して接続用バスバー２０が接触することによる短絡が防止できる。さらに、第一カバー部材２１に保持された接続用バスバー２０を、第一カバー部材２１とともに持ち上げてから接続用負極７Ａを中心に平面内で回動させ、その後に下降させて接続用正極６Ａに接続することで、短絡を確実に防止しつつ接続作業性を向上させることができる。従って、簡単な構造の接続用バスバー２０による製造コストの抑制とともに、接続作業中の短絡の可能性を確実に排除しつつ良好な接続作業性を確保可能な電源装置１を提供することができる。
【００６４】
また、第一カバー部材２１が可撓性を有した連結部３５を介してバスバー収容枠１２と連結されているので、第一カバー部材２１を持ち上げる際の高さ方向Ｚの移動を連結部３５によって吸収することができる。さらに、電池集合体２Ａにおいて隣り合う正極６に対して接続用負極７Ａが縦列方向Ｘや横列方向Ｙ、高さ方向Ｚに位置ずれした場合でも、この位置ずれを連結部３５によって吸収することができる。一方、電池集合体２Ｂにおいても、第二カバー部材２２が可撓性を有した連結部４３を介してバスバー収容枠１３と連結されているので、隣り合う正極６に対して接続用正極６Ａが縦列方向Ｘや横列方向Ｙ、高さ方向Ｚに位置ずれした場合でも、この位置ずれを連結部４３によって吸収することができる。
【００６５】
また、第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２がそれぞれバスバー収容枠１２，１３に連結された状態で一体成形されているので、部品製造や部品管理に要するコストを低減させることができる。さらに、バスバー収容枠１２，１３のバスバー１４，１５を正極６や負極７に固定してから、前述した手順で接続用バスバー２０の接続作業を実施することで、電池集合体２Ａ，２Ｂ同士の位置公差を接続用バスバー２０によって吸収することができる。即ち、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の公差により接続用正極６Ａと接続用負極７Ａとが縦列方向Ｘや横列方向Ｙに位置ずれしていた場合でも、接続用バスバー２０の回動角度を適宜に調整することで、位置ずれを吸収することができる。一方、電池集合体２Ａ，２Ｂ間の位置ずれが大きい場合には、金属板材からなる接続用バスバー２０によって位置ずれを矯正し、所定の公差内に電池集合体２Ａ，２Ｂを位置させることができる。
【００６６】
なお、前記実施形態では、電池集合体２Ａ，２Ｂによって一及び他の電源体を構成したが、電源体としては単体の電池で構成されるものであってもよい。
【００６７】
また、前記実施形態では、電源体（電池集合体２Ａ，２Ｂ）同士を電気的に直列に接続した電源装置１を説明したが、電源体同士を電気的に並列に接続する場合にも本発明の接続構造を適用することができる。
【００６８】
さらに、本発明の接続構造は、バスバーモジュール３として利用されるものに限らず、前記実施形態における接続用バスバー２０、第一カバー部材２１及び第二カバー部材２２を備えた第五構成体３Ｅ（第三接続体）の部分が独立して構成されたものでもよい。
【００６９】
また、前記実施形態では、接続部材としての接続用バスバー２０を平面視Ｌ字形の金属板材から構成したが、接続部材の形状や素材は任意に選択可能である。このような接続部材の形状などに伴い、第一絶縁部材（第一カバー部材２１）や第二絶縁部材（第二カバー部材２２）の形状なども適宜に変更することができる。
【００７０】
また、前記実施形態では、接続部材（接続用バスバー２０）を水平面内で回動させて他端側を第二電極（接続用正極６Ａ）に接続したが、接続部材の接続方法としては、水平面内での回動に限らず、鉛直面内あるいは適宜な傾斜面内で接続部材を回動させてもよいし、接続部材の移動方向や移動量（回動角度）などは適宜に設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る電源体の接続構造、バスバーモジュール及び該バスバーモジュールを備えた電源装置は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車などに用いられる電動モータに電力を供給する駆動源として利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１      電源装置
２，２Ａ，２Ｂ  電池集合体（電源体）
３      バスバーモジュール
３Ｂ    第二構成体（第一接続体）
３Ｃ    第三構成体（第二接続体）
３Ｅ    第五構成体（第三接続体）
４      電池
６Ａ    接続用正極（第二電極）
７Ａ    接続用負極（第一電極）
１２    バスバー収容枠（第一絶縁体枠）
１３    バスバー収容枠（第二絶縁体枠）
１４    バスバー（第一バスバー）
１５    バスバー（第二バスバー）
２０    接続用バスバー（接続部材）
２１    第一カバー部材（第一絶縁部材）
２２    第二カバー部材（第二絶縁部材）
２３，２４  挿通孔
３１，３２  壁部
３４    可撓壁部
３５    連結部
３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄ  係止部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0005813429.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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